Einzelne Farbzentren in Siliziumkarbid: elektrooptischer Zugang mittels epitaktischem Graphen

Drittmittelfinanzierte Einzelförderung


Details zum Projekt

Projektleiter/in:
Prof. Dr. Heiko Weber

Projektbeteiligte:
Dr. Michael Krieger
Maximilian Rühl
Christian Ott

Beteiligte FAU-Organisationseinheiten:
Lehrstuhl für Angewandte Physik

Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Projektstart: 01.04.2017


Forschungsbereiche

Halbleitermaterialien: Dotierstoffe und Defekte (Dr. Krieger, Prof. Weber)
Lehrstuhl für Angewandte Physik


Abstract (fachliche Beschreibung):


Unser Vorhaben ist die gleichzeitige elektrische und optische Charakterisierung von Farbzentren (insbesondere intrinsischer Defekte) in Siliziumkarbid (SiC). Für deren Herstellung wird die Methode der Ionenimplantation in Kombination mit optimierten Ausheilprozessen entwickelt. Sie erlaubt kleinste Störstellenkonzentrationen nahe der SiC (0001) Oberfläche, so dass der Zugriff auf einzelne Defekte möglich wird. Diese (0001) Oberfläche wird mit epitaktisch aufgewachsenen Graphen-Elektroden versehen sein, so dass eine Raumladungszone entsteht, in der der Defekt elektrostatisch beeinflusst werden kann. Insbesondere kann er durch Anlegen einer Spannung befüllt und entleert werden. In Verbindung mit unseren patentierten epitaktischen monolithischen SiC/Graphen Transistoren werden wir die Methode der Drain-Strom-Transientenspektroskopie weiterentwickeln, um mit elektrischen Messungen sensitiv auf einzelne Defekte zu werden. Gleichzeitig erlauben die transparenten Graphen-Elektroden den optischen Zugang zum selben Defekt, den wir mittels eines konfokalen Mikroskops einzeln spektroskopieren werden, im sichtbaren wie im infraroten Spektralbereich. Wir erwarten durch die kombinierte elektrische und optische Beeinflussung sowie die elektrische und optische Charakterisierung am selben Farbzentrum/Defekt ein tiefes Verständnis der Anregungsspektren zu erreichen und die Brücke zwischen elektrischer und optischer Anregung zu schlagen. Diese verfeinerte Methodik der Defektanalyse hat große Bedeutung für elektrische SiC Bauelemente. Sie eröffnet auch die Möglichkeit, in diesem ausgereiften Materialsystem elektrisch steuerbare Einzelphotonenemitter zu bauen, die zudem hochempfindliche Sensorik ermöglichen sollten.


Forschungsschwerpunkte der FAU
Neue Materialen und Prozesse
Optik und Optische Techologien


Publikationen

Rasinger, F., Pobegen, G., Aichinger, T., Weber, H.B., & Krieger, M. (2018). Determination of Performance-Relevant Trapped Charge in 4H Silicon Carbide MOSFETs. Materials Science Forum, 924, 277-280. https://dx.doi.org/10.4028/MSF.924.277

Zuletzt aktualisiert 2019-13-02 um 09:21